川中南荷包场须二段储层发育控制因素

朱　涛，段新国，何　丹， 彭　昕

川中南荷包场须二段储层发育控制因素

朱涛1，段新国1，何丹1， 彭昕2

（1.成都理工大学能源学院，成都610059；2.中原油田地球物理测井公司，河南濮阳457001）

川中南荷包场须二段储层主要以长石岩屑砂岩和 岩屑长石砂岩为主, 属于低孔低渗储层,但其储层物性明显高于上覆须六、须四段，综合岩心观察、铸体薄片分析鉴定、扫描电镜、物性参数及测井曲线等分析，研究发现，须二段储层主要受沉积作用和成岩作用，石英、岩屑不同成分对储层具有明显的影响，溶蚀作用（包括酸性条件下与碱性条件下的溶蚀）对储层具有明显的控制作用，绿泥石环边发育层段与欠发育层段储层具有明显的差异。

须二段；储层；控制因素；川中南荷包场

1　岩石学特征

根据薄片观察、扫描电镜及X射线衍射分析，荷包场须二段岩石主要以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主，碎屑颗粒以石英为主，长石、岩屑次之，另有零星电气石、黑云母、白云母、锆石等其他矿物。石英含量53%~77%，平均67.2%；长石含量6%~23%，平均12.9%；岩屑含量8%~29%，平均19.9%。长石以钾长石为主，少量斜长石及微斜长石。岩屑以沉积岩屑为主，少量变质岩屑和岩浆岩屑。沉积岩屑中以泥页岩岩屑为主，粉砂岩次之，偶见云岩及灰岩岩屑。变质岩屑主要为千枚岩和板岩，少量片岩。岩浆岩屑以喷出岩为主，偶见花岗岩。砂岩粒度较细，多为中~细砂岩，分选中等，磨圆度中等~好，以次圆状次棱角状为主，成分成熟度和结构成熟度都较高。胶结物以石英和方解石为主，高岭石、绿泥石、白云石、菱铁矿和黄铁矿次之。杂基以粘土为主，含量一般<6%，主要为绿泥石和伊利石。高岭石、伊/蒙混层粘土矿物不多，粘土矿物组成以伊利石～伊/蒙混层～绿泥石组合为特征[1]。

图1　荷包场须二段储层孔隙度、渗透率分布直方图

2　物性特征

根据900余个取芯样品的物性数据统计（图1），须二段砂岩孔隙度分布范围0.58%~17.94%，平均 9.06%。孔隙度为5%~9%的占样品总数31.94%，9%~14%占41.85%，两者合计73.79%，孔隙度主要分布区间5%~14%。须二段砂岩渗透率分布范围0.001 326~50mD，平均0.76mD，渗透率为0.02~0.1mD的占样品总数37%，0.1~0.8mD占48.35%，两者合计85.35%，渗透率主要分布区间0.02~0.8Md，属于低孔低渗储层。储层物性均高于上覆的须六、须四段。

3　储层发育控制因素

3.1成分对储层发育的控制

研究表明，荷包场须二段储集岩中石英颗粒含量对孔隙度具有明显的控制作用（图2）。其中石英颗粒为刚性颗粒，较多的刚性颗粒能有效地抵抗上覆岩层的压实作用，从而保存较多的原生孔隙，并为后期的酸性水溶蚀及大气淡水淋滤提供流动通道。储层物性好。但并不是石英含量越高越好，当石英含量过高，受压溶作用影响大，石英加大越强烈，储层物性较差。当石英含量过低时，通常为粉-细砂岩，粒度细，粘土杂基含量高，储层物性差。石英颗粒含量在50%~60%时，储层孔隙度一般在6%以上，储层孔隙最为发育。

岩屑含量越多（图3），储层孔隙度越小。大量的泥岩、千枚岩、板岩等塑性岩屑的存在降低了岩石的抗压强度，在埋藏过程中受挤压易变形，形成假杂基充填堵塞孔隙，储层物性差。当岩屑含量大于25%时，储层孔隙度一般在5%以下。

荷包场须二段在酸性成岩环境中被溶蚀矿物主要是长石，长石含量越高，越利于形成大量的粒间溶孔、粒内溶孔和铸模孔，溶蚀孔隙发育，储层物性好。

图3　岩屑颗粒含量与孔隙度关系图

3.2沉积微相对储层发育的控制

不同沉积微相的砂岩结构构造不同（图4），从而决定了岩石储集性的差异。通过对荷包场须家河组须二段不同沉积微相砂岩孔渗性质的研究发现须二段砂体粒度与沉积微相具有良好的相关性，沉积微相通过粒度对储层的影响从而控制储层的孔隙结构及特性，岩心物性统计表明（图5），储层粒度变粗，孔隙度有增大的趋势，储层主要分布在中-粗粒砂岩，粒度粗，表明沉积时水动力作用强，细粒度物质被带走，而沉积下来的粒度较粗者一般分选、磨圆较好，从而保存相对较多的原生孔隙，同时也为后期孔隙流体渗流和酸性水溶蚀提供了良好的通道。但同一粒度的岩石物性相差也较大，如中砂岩孔隙度可以从小于5%到大于15%。不同地区之间，同一粒度的岩石物性相差很大，主要是所经历的成岩变化不同所至。通过对不同沉积微相储层的储集性研究，储层物性以三角洲前缘水下分支河道最好，平均孔隙度9.35%，平均渗透率0.32mD，次为河口坝、三角洲平原水上分支主河道和滨湖砂滩，其平均孔隙分别为7%、6.12%，平均渗透率分别为0.11mD、0.31mD。

图4　荷包场须二段岩石粒度与储层物性关系图

图5　荷包场须二段沉积微相与储层物性关系图

3.3 溶蚀作用对储层发育的控制

溶蚀作用在区内普遍发育，也是对储层孔隙最重要的建设性成岩作用。荷包场须二段的溶蚀作用除了在酸性成岩环境下的酸性溶蚀作用，还存在碱性环境下的碱性溶蚀作用。

3.3.1酸性成岩环境下的酸性溶蚀对储层发育的控制

酸性环境下的溶蚀作用主要针对长石、岩屑等不稳定组分发生[2]。酸性水介质可多次形成，在同生期及成岩早期的水介质主要受酸性大气水及生物化学作用的影响而偏酸性。在中成岩早期，随着有机质热演化，烃源岩中有有机质脱羧形成大量有机酸（草酸、醋酸等）及CO2，使水介质偏酸性。酸性水介质环境对长石，岩屑有很强的溶蚀作用，溶蚀多发生在颗粒裂缝、长石解理缝，形成粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔等，改善砂岩的孔渗性。是储层发育的有利地带。

3.3.2碱性环境下的碱性溶蚀对储层发育的控制

荷包场须二段砂岩目前主要处于碱性成岩环境中[3]，镜下观察荷包场须二段砂岩中石英颗粒和石英次生加大边溶蚀现象，主要表现在石英颗粒和石英加大边遭受溶蚀形成港湾状边缘、石英溶蚀残骸等，溶蚀作用强烈部位还可形成“悬浮沙”构造，即石英颗粒之间彼此不接触，粒间体积大，孔隙连通性好。发育石英溶蚀的地带，颗粒之间多呈点接触或未接触状，具有大量连通性极好的特大溶蚀孔隙，从而对储层改善起到了决定性的意义。正是由于须二段石英溶蚀作用，使须二段不同沉积微相砂岩的平均孔渗明显高于上覆地层。碱性热流体对储层溶蚀能力强，物性好，发育位置为相对老层位及相对低位置，是储层发育的有利地带，主要表现在石英颗粒边缘呈溶蚀港湾状。同时晚期铁方解石也强烈交代石英颗粒，使其形成残骸状或孤岛状分布特征。这种现象说明砂岩目前主要处于碱性成岩环境中，而在须二段砂岩中石英颗粒普遍发生溶蚀，形成大量连通性极好的特大溶蚀孔隙，颗粒之间多呈点接触或未接触状，从而对须二段砂岩储层的特性改善起到了决定性的意义。正是由于须二段石英溶蚀作用，在须二段不同沉积微相砂岩的平均孔渗明显高于上覆地层。目前有关石英溶蚀现象已经引起了国内外学者的广泛关注，碱性流体对石英的溶蚀，有效地改善了深部储层物性，是储层发育的有利地带。

3.4绿泥石环边对储层发育的控制

绿泥石是砂岩储集层中重要的成岩矿物之一[4-8]，绿泥石的含量、产状及分布对储层原生孔隙的保存有着十分重要的意义。因而，有关绿泥石环边胶结物对孔隙保存机制方面的研究一直受到国内外学者的普遍关注。

绿泥石环边对荷包场须二段储层原生孔隙的保存起到了积极的作用。表现在两个方面：①通过增加岩石成岩强度来有效抵抗上覆岩层造成的机械压实作用。绿泥石环边的持续生长所增加的挤压强度抵消了一部分在埋藏过程中上覆地层的机械压实作用，从而保存了大量的原生粒间孔隙。绿泥石环边发育的砂岩通常具有较低的颗粒接触强度，接触主要以点-线接触。而经历类似埋藏过程中没有绿泥石环边的砂岩，压实作用较强，砂岩颗粒常为线-凹凸接触。②通过抑制石英在颗粒表面成核的数量，来抑制硅质胶结物在孔隙内的生长。绿泥石抑制硅质胶结物在孔隙内的生长是通过改变孔隙微区环境和占据颗粒表面空间，从而有效的抑制石英次生加大边的形成。如果反应体系是一个封闭的环境，SiO2无法带出反应体系，多过的SiO2从孔隙水中沉淀下来以雏晶的形成出现。如果反应体系是一个开放的环境，孔隙流体发生物质交换，SiO2被及时带出反应体系，则在其它地方以加大边的形式出现。

4　结论

荷包场须二段砂岩成分对物性具有明显的控制作用，物性严格受三角洲前缘亚相和砂体粒度的控制，三角洲前缘水下分支河道是储层发育的有利地带。

荷包场须二段砂岩储层受绿泥石环边的影响，绿泥石环边保存了大量的原生粒间带，是储层发育的有利地带。

荷包场须二段砂岩储层受溶蚀作用的影响，除了酸性成岩环境下的酸性溶蚀，还有碱性成岩环境下的石英溶蚀作用，是须二段储层孔渗优于上覆须四、须六的重要原因。

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The Main Controlling Control Factors of reservoir Development in the Second Member of the Xujiahe Formation in the Hebaochang Area, South-Center Sichuan

ZHU Tao1DUAN Xin-guo1HE Dan1PENG Xin2
（1-College of Energy Resources， Chengdu University of Technology， Chengdu610059； 2- Geophysical Well Logging Company， Zhongyuan Oilfield， Puyang， Henan457001）

The reservoir in the 2th Member of the Xujiahe Formation in the Hebaochang area， south-center Sichuan consists mostly of arkosic arenite， lithic feldspar sandstone with low porosity and low permeability whose reservoir physical properties is better than that of the 4th and the 6th Member of the Xujiahe Formation. Study of core， casting thin sections SEM， physical parameters and well log indicates that sandstone reservoir in the 2th Member of the Xujiahe Formation in the Hebaochang was controlled by sedimentation and diagenesis，and that different components such as quartz and lithic fragment has obvious influence on sandstone reservoir，dissolution under acidic and alkaline conditions has obvious influence on sandstone reservoir， too. Reservoir physical properties in the areas where chlorite rims of authigenic clay minerals were developed in the sandstone is better than that of the areas where chlorite rims were less developed.

2th Member of Xujiahe Formation； reservoir development； main control factors； Hebaochang，south-center Sichuan

P618.13

A

1006-0995（2015）02-0339-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.005

2014-05-12

国家科技重大专项四川盆地须家河组岩性气藏成藏机理研究（项目编号：2011ZX05001-005-03）；

国家自然科学基金四川盆地西部致密低渗砂岩气藏储层致密化进程及储层形成机理研究（项目编号：41202097）

朱涛（1988-），男，四川内江人，研究生，研究方向：油气田开发地质